CNC-Programmierung bezieht sich auf die Erstellung von Anweisungen oder Codes, die zur Steuerung von CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) verwendet werden. CNC-Maschinen sind automatisierte Fertigungswerkzeuge, die präzise und komplexe Operationen mit verschiedenen Materialien durchführen, beispielsweise Schneiden, Fräsen und Bohren.
Bei der CNC-Programmierung wird eine Reihe von Befehlen geschrieben, die Aktionen für die CNC-Maschine festlegen. Dies geschieht in der Regel in der Programmiersprache G-Code. Diese Befehle enthalten Informationen zu Werkzeugbewegungen, Spindeldrehzahlen, Vorschüben (Englisch), Werkzeugwechseln und anderen Parametern, die zum Ausführen einer bestimmten Bearbeitungsoperation erforderlich sind.
CNC-Programmiersoftware bezeichnet Computerprogramme, die zum Erstellen, Bearbeiten, Simulieren und Verwalten von CNC-Programmen verwendet werden. Diese Software bietet eine grafische Benutzeroberfläche und eine Reihe von Funktionen, die die Programmierung und Steuerung von CNC-Maschinen erleichtern.
Die für die CNC-Programmierung verwendete Software kann je nach Maschinentyp, Hersteller und spezifischen Anforderungen des Benutzers oder Unternehmens unterschiedlich sein. Die verschiedenen Software-Tools bieten unterschiedliche Grade an Funktionalität, Kompatibilität und Benutzerfreundlichkeit. Daher ist es wichtig, die Software auszuwählen, die den Anforderungen und Funktionen Ihrer CNC-Maschine am besten entspricht.
Die CNC-Programmierung ist wichtig, da sie Fertigungsunternehmen in die Lage versetzt, bei der Automatisierung, Präzision, Effizienz und Flexibilität ihrer Bearbeitungsvorgänge bessere Ergebnisse zu erzielen. Sie ermöglicht die konsistente, qualitativ hochwertige und schnelle Herstellung komplexer Werkstücke und ist damit ein wesentlicher Teil moderner Fertigungsprozesse.
Der G-Code ist eine Programmiersprache, die zur Steuerung von CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) verwendet wird. Er besteht aus einer Reihe von Befehlen oder Anweisungen, die der CNC-Maschine mitteilen, wie die verschiedenen Komponenten, beispielsweise das Schnittwerkzeug, die Spindel und Zusatzfunktionen, bewegt, positioniert und betrieben werden sollen.
G-Code-Befehle bestehen in der Regel aus einer Kombination aus Buchstaben und Zahlen. Jeder Befehl hat eine bestimmte Funktion und wird von der CNC-Maschine sequenziell ausgeführt. Die G-Code-Befehle decken eine breite Palette von Operationen ab, einschließlich Werkzeugbewegungen, Spindeldrehzahl, Vorschübe, Werkzeugwechsel, Kühlmittelsteuerung und vieles mehr.
CNC-Router werden häufig bei der Holzbearbeitung verwendet und können in Größe und Stil von einem 3-Achsen-Tischgerät bis zu einer raumfüllenden 5-Achsen-Konfiguration reichen.
CNC-Plasmaschneider werden verwendet, um leitende Metalle mit einem heißen Plasmastrahl zu schneiden. Diese CNC-Maschinen bieten hohe Präzision bei geringen Kosten.
Mit Laserschneidern können je nach Laserleistung eine Vielzahl von Materialtypen und -dicken, darunter sogar Metall, geschnitten werden.
CNC-Drehmaschinen drehen das Werkstück und wenden eine Reihe von Schnittwerkzeugen an, um Werkstücke mit einem Rundumprofil zu erstellen. Sie werden häufig von Hand programmiert.
Fräs-/Drehmaschinen kombinieren Fräsen und Drehen zu einem einzelnen Bearbeitungszentrum. Genau wie Drehmaschinen können diese Maschinen Rotationsprofile erstellen.
Fräsmaschinen sind vielseitig einsetzbar und in verschiedenen Konfigurationen als 2- bis 5-Achsen-Fräsmaschinen erhältlich.
Mehrachsen-Fräsen ist die Erweiterung um bis zu zwei Drehachsen zu einer 3-Achsen-Fräskonfiguration. Dadurch kann auf einen größeren Teil des Werkstücks zugegriffen werden.
Bei Wasserstrahl-Schneidwerkzeugen werden Werkstücke mit Hochdruckwasser und einem Schleifmittel geschnitten.
Fusion 360 wird häufig für die CNC-Programmierung verwendet und ist bekannt für seine integrierten CAD/CAM-Funktionen. Fusion 360 ermöglicht es Benutzern, 3D-Modelle von Werkstücken zu entwerfen und dann Werkzeugwege und G-Code für die CNC-Bearbeitung zu generieren.
Mit Fusion 360 können Sie 3D-Modelle erstellen und bearbeiten, Bearbeitungsoperationen definieren und Werkzeugwege für verschiedene CNC-Prozesse wie Fräsen, Drehen und Routing generieren. Die Software bietet eine Reihe von CAM-Funktionen, einschließlich Werkzeugwegstrategien, Simulationen, Nachbearbeitung und Verwaltung der Werkzeugbibliothek für Maschinen.
Die CAM-Funktionen von Fusion 360 ermöglichen es Benutzern, Schnittwerkzeuge zu definieren, Bearbeitungsparameter wie Vorschübe und Drehzahlen festzulegen, Schnittstrategien auszuwählen und den Bearbeitungsprozess zu simulieren, um Kollisionen oder Fehler zu erkennen und zu vermeiden. Sobald die CAM-Einrichtung abgeschlossen ist, generiert Fusion 360 den entsprechenden G-Code, der zur Ausführung an die CNC-Maschine gesendet wird.
Lassen Sie komplexe Vorgänge automatisch und mit hoher Genauigkeit durchführen. Sie brauchen dadurch weniger Arbeiten manuell auszuführen, minimieren menschliche Fehler und steigern die Produktivität.
Die CNC-Programmierung ermöglicht eine effiziente Nutzung der Maschinenzeit und ermöglicht optimierte Werkzeugwege, minimale Leerlaufzeiten und weniger Materialverschwendung.
Verwenden Sie dieselbe Maschine, um unterschiedliche Werkstücke zu erstellen, indem Sie einfach das CNC-Programm ändern. Diese Flexibilität ermöglicht eine schnelle Einrichtung und Anpassung an veränderte Produktionsanforderungen (Englisch).
Nachdem ein CNC-Programm erstellt und getestet wurde, kann es mehrfach verwendet werden, um identische Werkstücke zu erstellen. Dies ist in Branchen wichtig, in denen Präzision und Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung sind.
Sobald das Programm korrekt eingerichtet ist, führt die Maschine die Vorgänge genau so durch, wie sie programmiert wurde. Hierdurch wird das Risiko von Fehlern durch menschliche Faktoren wie Ermüdung und Unaufmerksamkeit, aber auch durch Kompetenzunterschiede reduziert.
Die CNC-Programmierung ermöglicht die Verwendung moderner Bearbeitungstechniken und -funktionen. Dazu zählen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Mehrachsen-Bearbeitung, adaptive Bearbeitung und komplexe Werkzeuganordnungen.
Cloudbasierte Produktentwicklungsplattform für CAD, CAM, CAE und Leiterplatten in 3D.
Nutzen Sie zusätzliche Funktionen für die 3- bis 5-Achsen-CNC-Bearbeitung, die blechbasierte Verschachtelung und Fertigung sowie die metallbasierte additive Fertigung.
Erfahren Sie mehr über die acht wichtigsten Fräswerkzeuge, die das Rückgrat jeder professionellen CNC-Bearbeitung bilden.
Erfahren Sie mehr über die zentrale Komponente eines jeden CNC-Programms, den G-Code.
Lernen Sie die Vorzüge einer 4-Achsen-Maschine kennen, insbesondere beim Drehen und Fräsen.
Obwohl die EDM-Fertigung nach wie vor ihre Berechtigung hat, lohnt sich die Überprüfung, ob sie in einigen Fällen nicht durch schnellere Verfahren wie etwa die CNC-Bearbeitung ersetzt werden kann.
Lernen Sie die Grundlagen des CNC-Koordinatensystems kennen, einschließlich des kartesischen Systems, des Werkstück-Koordinatensystems (WKS) und des Versatzes.
In diesem Überblick über die CNC-Bearbeitung erfahren Sie, welche der zehn gängigsten Arten von Spannvorrichtungen am besten für Ihr Fräsprojekt geeignet sind.
Autodesk Fusion 360 ist eine cloudbasierte 3D-Produktentwicklungsplattform für Modellierung, CAD, CAM und Leiterplattenkonstruktion. Sie bietet integrierte CAD- und CAM-Funktionen sowie CNC-Programmierwerkzeuge für die 2D-, 2,5D-, 3-Achsen-, 3+2- und 5-Achsen-Bearbeitung. Es gibt verschiedene Abonnementoptionen, darunter eine kostenlose Option für den persönlichen Gebrauch, ein kommerzielles Abonnement und mehrere Erweiterungen, um zusätzliche Technologien zu nutzen, die modernen Anforderungen gerecht werden.
Die CNC-Maschinenprogrammierung ist ein Prozess, bei dem Anweisungen kombiniert werden, um zu definieren, wie sich eine CNC-Maschine bewegt und funktioniert. Die CNC-Maschine führt diese Anweisungen aus und wandelt ein Rohmaterial in ein fertiges Produkt um. Die CNC-Programmierung kann für die verschiedensten Maschinentypen eingesetzt werden, darunter Router, Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Drehfräsmaschinen, Multitasking-Zentren, EDM-Maschinen und Industrieroboter.
Unabhängig davon, welche Maschine verwendet wird, werden die Anweisungen in der Regel auf zwei Arten bereitgestellt: 1) über manuelle Dateneingabe (MDI) mit einer in die CNC-Maschine integrierten Benutzeroberfläche oder 2) über die Offline-Erstellung einer digitalen Datei mit der CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing).
In den letzten Jahren hat die Komplexität der Werkstücke erheblich zugenommen. In Kombination mit dem wachsenden Druck, die Qualität der Werkstücke zu verbessern und die allgemeine Operationseffektivität zu steigern, hat dies dazu geführt, dass die meisten Hersteller von manueller CNC-Programmierung (MDI) abrücken und stattdessen in CAM-Software investieren.
CAM-Software wie Autodesk Fusion 360 wird zum Erstellen einer digitalen Datei (NC-Programm) verwendet, deren Anweisungen die Funktionsweise der Maschine steuern. Die CAM-Software steuert den gesamten Bearbeitungsprozess und nutzt häufig einen digitalen Zwilling der Maschine, der Schnittwerkzeuge und der Spannmittel. Diese „Offline“-Programmierung ermöglicht es, den Bearbeitungsprozess unabhängig von der physischen Maschine zu entwickeln. Dadurch können Probleme simuliert und vermieden werden, bevor sie auf der eigentlichen Maschine auftreten. Der Einsatz von CAM-Software spielt eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, die CNC-Maschinen besser zu nutzen und teure Maschinenausfallzeiten zu vermeiden, die durch unnötige Dateneingaben verursacht werden können.
Es gibt drei grundlegende Methoden der CNC-Programmierung:
1) Manuelle Dateneingabe (MDI), bei der ein erfahrener Bediener die verschiedenen M- und G-Codes manuell eingibt, um das NC-Programm zu definieren. Diese Programmierung eignet sich am besten für einfache Werkstücke.
2) Computergestützte Fertigung (CAM), bei der spezielle CAM-Software verwendet wird, um einen oder mehrere Werkzeugwege zu erstellen, die zur Bearbeitung des Werkstücks erforderlich sind. CAM-Software kann diese Werkzeugwege in NC-Programme exportieren, die M-Code und G-Codes enthalten und für die Ausführung auf einer bestimmten CNC-Maschine geeignet sind. CAM-Software eignet sich am besten für komplexere Geometrien oder Anwendungen, wie z. B. die Programmierung simultaner 5-Achsen-Maschinen.
3) Konversationale Programmierung, bei der ein Maschinenbediener vordefinierte Routinen verwendet, um einfache Bearbeitungsoperationen durchzuführen (z. B. mithilfe eines Assistenten, um eine einfache Rechtecktasche automatisch zu programmieren). Diese Programmierung eignet sich am besten für einfache Werkstücke.
Ein NC-Programm kombiniert in der Regel G-Codes und M-Codes, um einen Satz von Anweisungen zu bilden, die von einer CNC-Maschine ausgeführt werden.
G-Codes (oder geometrische Codes) steuern in der Regel, wie und wo eine Maschine sich bewegen soll (z. B. die Bewegung einer linearen/rotierenden Achse von einer Position zur anderen).
M-Codes (oder Maschinencodes) werden verwendet, um verschiedene Modi oder Funktionen innerhalb der Maschine zu steuern (z. B. das Einschalten von Kühlmittel, das Laden eines Werkzeugs in die Spindel, das Aktivieren der Spindel und ihr Drehen im Uhrzeigersinn oder das Umschalten zwischen absolutem und inkrementellem Modus).
Die Länge eines CNC-Programms variiert je nach der zu bearbeitenden Komponente. Ein einfaches Programm, das ein paar Bohrungen in eine Komponente setzt, kann beispielsweise nur wenige Codezeilen und einige Kilobyte groß sein. Die Generierung in der gewählten CAM-Software wird wahrscheinlich nur wenige Sekunden dauern. Wenn die Größe und Komplexität eines Werkstücks zunehmen, wirkt sich dies auf die Größe und die Zeit des CNC-Programms aus, die benötigt wird, um es zu berechnen und auf einer CNC-Maschine auszuführen.
